CN111038239B - 一种双电机驱动系统和一种车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双电机驱动系统和一种车辆，系统包括第一电机、第二电机、行星排和系统输出轴，第一电机连接通过第二锁止离合器连接行星排的第二端，第二电机连接行星排的第一端，第二电机通过第一锁止离合器连接第二锁止离合器，行星排的第二端或者第三端输出连接系统输出轴。在双电机驱动模式下，当第一锁止离合器锁止、第二锁止离合器非锁止时，系统能够输出一个扭矩值，当第一锁止离合器非锁止、第二锁止离合器锁止时，系统能够输出另一个扭矩值，这两个扭矩值的数值大小不同，因此，在双电机驱动模式下，纯电动驱动系统能够输出两种不同的扭矩，就可以根据实际需要调节输出扭矩，进而提升系统工作模式的多样性和控制灵活性。

Description

一种双电机驱动系统和一种车辆

技术领域

本发明涉及一种双电机驱动系统和一种车辆。

背景技术

目前市场上主流使用的纯电车辆驱动系统为电机直接驱动形式，此种形式结构和布置简单，但存在以下缺点：①整车匹配的电机后备扭矩大，实际使用时电机多在低扭矩低效率区，制动和能量回收效果差，整车经济性不好；②大电机成本和重量高，且关联的冷却系统匹配要求高，竞争力弱；③当电机故障时，车辆直接趴窝，无法移动，没有应急备用驱动系统。为了解决上述相应的技术缺陷，授权公告号为CN207790291U的中国实用新型专利文件中公开了一种纯电动驱动系统，包括第一电机、第二电机和行星排，第一电机和第二电机与行星排的对应端连接，并且，第一电机和第二电机的输出轴上均设置有锁止离合器。该驱动系统能够实现单电机驱动模式和双电机驱动模式，但是，双电机驱动模式下系统只能输出一种动力扭矩，无法根据实际需要调节输出的扭矩。

发明内容

本发明的目的是提供一种双电机驱动系统和一种车辆，用以解决现有的纯电动驱动系统在双电机驱动模式下只能输出一种扭矩，无法根据实际需要调节输出扭矩的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

一种双电机驱动系统，包括第一电机、第二电机、行星排、第一锁止离合器、第二锁止离合器和系统输出轴，所述行星排的第一端为太阳轮，第二端为行星架，第三端为齿圈，齿圈锁止在壳体上；所述第一电机连接所述第二锁止离合器的一端，所述第二锁止离合器的另一端连接所述第二端，所述第二电机连接所述第一端和所述第一锁止离合器的一端，所述第一锁止离合器的另一端连接所述第二锁止离合器的用于与第一电机连接的一端，所述第二端输出连接所述系统输出轴。

纯电动驱动系统在双电机驱动模式下，在第一电机和第二电机的输出扭矩不变的前提下，当第一锁止离合器锁止、第二锁止离合器非锁止时，系统能够输出一个扭矩值，当第一锁止离合器非锁止、第二锁止离合器锁止时，系统能够输出另一个扭矩值，这两个扭矩值的数值大小不同，因此，在双电机驱动模式下，纯电动驱动系统能够输出两种不同的扭矩，可以根据实际需要调节输出扭矩，进而提升系统工作模式的多样性和控制灵活性。而且，通过双电机、锁止离合器和行星排的相互配合，可以实现电机小型化，改善电机驱动和制动回收时的工作效率，提升整车经济性，且可以实现多模式的纯电驱动、多模式的制动能量回收以及单电机跛行回厂功能。两个电机的工作点根据行星排的不同速比进行调整，使电机的驱动和制动回收时的工作点集中在高效区，提升系统效率和经济性。

一种车辆，包括车辆本体以及双电机驱动系统，所述双电机驱动系统包括第一电机、第二电机、行星排、第一锁止离合器、第二锁止离合器和系统输出轴，所述行星排的第一端为太阳轮，第二端为行星架，第三端为齿圈，齿圈锁止在壳体上；所述第一电机连接所述第二锁止离合器的一端，所述第二锁止离合器的另一端连接所述第二端，所述第二电机连接所述第一端和所述第一锁止离合器的一端，所述第一锁止离合器的另一端连接所述第二锁止离合器的用于与第一电机连接的一端，所述第二端输出连接所述系统输出轴。

纯电动驱动系统在双电机驱动模式下，在第一电机和第二电机的输出扭矩不变的前提下，当第一锁止离合器锁止、第二锁止离合器非锁止时，系统能够输出一个扭矩值，当第一锁止离合器非锁止、第二锁止离合器锁止时，系统能够输出另一个扭矩值，这两个扭矩值的数值大小不同，因此，在双电机驱动模式下，纯电动驱动系统能够输出两种不同的扭矩，可以根据实际需要调节输出扭矩，进而提升系统工作模式的多样性和控制灵活性。而且，通过双电机、锁止离合器和行星排的相互配合，可以实现电机小型化，改善电机驱动和制动回收时的工作效率，提升整车经济性，且可以实现多模式的纯电驱动、多模式的制动能量回收以及单电机跛行回厂功能。两个电机的工作点根据行星排的不同速比进行调整，使电机的驱动和制动回收时的工作点集中在高效区，提升系统效率和经济性。

附图说明

图1是本发明提供的纯电动驱动系统结构图；

其中，1为第一电机，2为第二电机、3A为太阳轮，3B为行星架，3C为齿圈，4为第一锁止离合器，5为第二锁止离合器，6为系统输出轴。

具体实施方式

车辆实施例

本实施例提供一种车辆，包括车辆本体和纯电动驱动系统，车辆本体属于常规技术，本实施例就不再具体说明，以下重点对纯电动驱动系统进行详细描述。

双电机驱动系统包括第一电机1、第二电机2、行星排、第一锁止离合器4、第二锁止离合器5和系统输出轴6。其中，行星排包括三个端，分别称第一端、第二端和第三端，由于行星排的三个端分别是太阳轮3A、行星架3B和齿圈3C，因此，第一端、第二端和第三端分别与太阳轮3A、行星架3B和齿圈3C中的其中一个相对应。

如图1所示，第一电机1连接第二锁止离合器5的一端，第二锁止离合器5的另一端连接行星排的第二端，第二电机2连接行星排的第一端和第一锁止离合器4的一端，第一锁止离合器4的另一端连接第二锁止离合器5的用于与第一电机1连接的一端，也就是说，第二锁止离合器5的用于与第一电机1连接的一端通过第一锁止离合器4连接行星排的第一端。

行星排的第一端、第二端和第三端与太阳轮3A、行星架3B和齿圈3C的对应关系并不唯一，原则上总共有六种对应关系，不同的对应关系代表机械传动变比不同，因此，在满足运行要求的前提下，具体的对应关系可以根据实际需要进行设定，本实施例中，给出一种具体的对应关系：第一端为太阳轮3A，第二端为行星架3B，第三端为齿圈3C。那么，如图1所示，第二锁止离合器5的另一端连接行星架3B，第二电机2连接太阳轮3A。

而且，行星排的第二端或者第三端输出连接系统输出轴6，也就是说，行星排的第二端可以输出连接系统输出轴6，行星排的第三端也可以输出连接系统输出轴6，不同点在于输出传动比不同，本实施例以行星排的第二端输出连接系统输出轴6为例，即行星架3B输出连接系统输出轴6。那么，齿圈3C锁止在壳体上，该壳体指行星排壳体、驱动系统壳体或者车辆壳体。

双电机驱动系统的各工作模式如下所述：

单电机驱动模式1：第一电机1工作，第二电机2不工作，第一锁止离合器4非锁死，第二锁止离合器5锁死，此时系统的输入为第一电机1，输出为系统输出轴6，具体的转矩关系为：T_out＝T_MG1，T_MG1为第一电机1的转矩，T_out为系统输出轴6的输出转矩。

单电机驱动模式2：第二电机2工作，第一电机1不工作，第一锁止离合器4非锁死，第二锁止离合器5非锁死，此时系统的输入为第二电机2，输出为系统输出轴6，具体的转矩关系为：T_out＝(k+1)T_MG2，其中k为齿圈3C半径与太阳轮3A半径的比值，T_MG2为第二电机2的转矩。

双电机驱动模式3：第一电机1工作，第二电机2工作，第一锁止离合器4非锁死，第二锁止离合器5锁死，此时系统的输入为第一电机1和第二电机2，输出为系统输出轴6，具体的转矩关系为：T_out＝(k+1)T_MG2+T_MG1。

双电机驱动模式4：第一电机1工作，第二电机2工作，第一锁止离合器4锁死，第二锁止离合器5非锁死，此时系统的输入为第一电机1和第二电机2，输出为系统输出轴6，具体的转矩关系为：T_out＝(k+1)*(T_MG2+T_MG1)。

以上四种驱动模式可以根据整车电机匹配以及行星排速比选型的不同灵活选择或组合。

单电机制动回收模式1：第一电机1工作，第二电机2不工作，第一锁止离合器4非锁死，第二锁止离合器5锁死，此时系统的输入为系统输出轴6，输出为第一电机1，具体的转矩关系为：T＝T_MG1K，T_MG1K为第一电机1的发电转矩，T为系统输出轴6的输入转矩。

单电机制动回收模式2：第二电机2工作，第一电机1不工作，第一锁止离合器4非锁死，第二锁止离合器5非锁死，此时系统的输入为系统输出轴6，输出为第二电机2，具体的转矩关系为：T＝(k+1)*T_MG2K，T_MG2K为第二电机2的发电转矩。

双电机制动回收模式3：第一电机1工作，第二电机2工作，第一锁止离合器4非锁死，第二锁止离合器5锁死，此时系统的输入为系统输出轴6，输出为第一电机1和第二电机2，具体的转矩关系为：T＝(k+1)*T_MG2K+T_MG1K。

双电机制动回收模式4：第一电机1工作，第二电机2工作，第一锁止离合器4锁死，第二锁止离合器5非锁死，此时系统的输入为系统输出轴6，输出为第一电机1和第二电机2，具体的转矩关系为：T＝(k+1)*(T_MG2K+T_MG1K)。

以上四种制动回收模式可以根据整车电机匹配和行星排速比选型的不同灵活选择或组合。

表1给出上述几种工作模式下各零部件的工作状态。

表1

因此，通过第一锁止离合器和第二锁止离合器实现在双电机驱动模式下系统能够输出两个不同扭矩，提升系统工作模式的多样性和控制灵活性。而且，通过双电机、锁止离合器和行星排的相互配合，可以实现电机小型化，改善电机驱动和制动回收时的工作效率，提升整车经济性，且可以实现多模式的纯电驱动、多模式的制动能量回收以及单电机跛行回厂功能。两个电机的工作点根据行星排的不同速比进行调整，使电机的驱动和制动回收时的工作点集中在高效区，提升系统效率和经济性。而且，通过电机的小型化能够实现电机减重，降低成本。另外，还可以实现两个单电机的分别驱动，提升系统的环境适应性。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

双电机驱动系统实施例

本实施例提供一种双电机驱动系统，由于该双电机驱动系统在上述车辆实施例中已进行了详细地描述，这里就不再具体说明。

Claims (2)

1.一种双电机驱动系统，包括第一电机、第二电机、行星排、第一锁止离合器、第二锁止离合器和系统输出轴，其特征在于，所述行星排的第一端为太阳轮，第二端为行星架，第三端为齿圈，齿圈锁止在壳体上；所述第一电机连接所述第二锁止离合器的一端，所述第二锁止离合器的另一端连接所述第二端，所述第二电机连接所述第一端和所述第一锁止离合器的一端，所述第一锁止离合器的另一端连接所述第二锁止离合器的用于与第一电机连接的一端，所述第二端输出连接所述系统输出轴；

所述双电机驱动系统的工作模式包括单电机驱动模式1、单电机驱动模式2、双电机驱动模式3、双电机驱动模式4，具体如下：

单电机驱动模式1：

当第一电机工作，第二电机不工作时，第一锁止离合器非锁死，第二锁止离合器锁死；

单电机驱动模式2：

当第二电机工作，第一电机不工作时，第一锁止离合器非锁死，第二锁止离合器非锁死；

双电机驱动模式3：

当第一电机工作，第二电机工作时，第一锁止离合器非锁死，第二锁止离合器锁死；

双电机驱动模式4：

当第一电机工作，第二电机工作时，第一锁止离合器锁死，第二锁止离合器非锁死。

2.一种车辆，包括车辆本体以及双电机驱动系统，所述双电机驱动系统包括第一电机、第二电机、行星排、第一锁止离合器、第二锁止离合器和系统输出轴，其特征在于，所述行星排的第一端为太阳轮，第二端为行星架，第三端为齿圈，齿圈锁止在壳体上；所述第一电机连接所述第二锁止离合器的一端，所述第二锁止离合器的另一端连接所述第二端，所述第二电机连接所述第一端和所述第一锁止离合器的一端，所述第一锁止离合器的另一端连接所述第二锁止离合器的用于与第一电机连接的一端，所述第二端输出连接所述系统输出轴；

所述双电机驱动系统的工作模式包括单电机驱动模式1、单电机驱动模式2、双电机驱动模式3、双电机驱动模式4，具体如下：

单电机驱动模式1：

当第一电机工作，第二电机不工作时，第一锁止离合器非锁死，第二锁止离合器锁死；

单电机驱动模式2：

当第二电机工作，第一电机不工作时，第一锁止离合器非锁死，第二锁止离合器非锁死；

双电机驱动模式3：

当第一电机工作，第二电机工作时，第一锁止离合器非锁死，第二锁止离合器锁死；

双电机驱动模式4：

当第一电机工作，第二电机工作时，第一锁止离合器锁死，第二锁止离合器非锁死。